NH₂-MIL-125/BiOBr复合材料制备及其光催化降解黄药研究

摘要

为实现对选矿废水中黄药的高效去除，本研究通过溶剂热合成法将金属有机框架（MOF）材料NH₂-MIL-125（NM-125）与溴氧化铋（BiOBr,简写为BOB）复合，制备了一种新型MOF/BOB型复合光催化材料NM/BOB.采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、电化学阻抗谱（EIS）等表征技术，对NM/BOB的物相、形貌以及光电性能进行了全面表征.通过光催化试验研究了NM/BOB对异丁基钠黄药（SIBX）的降解效果，并探讨了NM/BOB降解SIBX的机理.结果表明：NM/BOB中NM-125均匀地分布在BOB片上，显著提高了BOB的比表面积，增加了活性位点，为高效降解SIBX提供了结构基础.在催化剂用量为400 mg/L、SIBX初始质量浓度为200 mg/L、溶液pH=7.0～7.5条件下，光照150 min, NM/BOB复合光催化剂对SIBX的降解率达到99.09%.NM/BOB具有良好的稳定性，在连续4次降解试验之后，对SIBX的降解率仍高达81%以上.SIBX溶液的pH和溶液中的Ca²⁺/Mg²⁺对NM/BOB降解SIBX的效果没有显著影响.与NM-125单体和BOB单体相比，NM/BOB形成了Ⅱ型异质结，实现了光生电子-空穴对的有效分离，抑制了光生载流子的复合，从而显著提高了光电性能，这是NM/BOB提高光催化效率的主要原因.

关键词

光催化 / MOF / BiOBr / Ⅱ型异质结 / 黄药